JP2011144415A - Converter refining method - Google Patents
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Abstract
【課題】同一の転炉で脱りん精錬と脱炭精錬を行うことによるメリットを享受しつつ、Ｐ規格の特に厳しい極低りん鋼についても安定的に溶製することのできる転炉精錬方法を提供する。
【解決手段】上底吹き転炉を用いて鋼を精錬するに際し、第１工程で溶銑を転炉に装入し、第２工程でフラックスを用いた転炉上底吹き精錬により溶銑脱りんを行い、第３工程で転炉を傾動して第２工程で生成したスラグの一部又は全部を排出し、第４工程でフラックスを追加して転炉上底吹き精錬により溶銑脱りんを行い、第５工程で転炉を傾動して第４工程で生成したスラグの一部又は全部を排出し、第６工程で転炉上底吹き精錬により脱炭を行う。最初の脱りん精錬とその後のスラグ除去の後、フラックスを追加して第２の脱りん精錬とスラグ除去を行い、さらにその後に脱炭精錬を行うので、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を十分に極低Ｐ鋼レベルまで低減できる。
【選択図】図１[PROBLEMS] To provide a converter refining method capable of stably smelting extremely low phosphorous steel of P standard, which is particularly strict, while enjoying the advantages of dephosphorization refining and decarburization refining in the same converter. provide.
When refining steel using a top-bottom blowing converter, hot metal is charged into the converter in the first step, and hot metal dephosphorization is carried out by top-bottom blowing of the converter using flux in the second step. And the tilting of the converter in the third step to discharge part or all of the slag generated in the second step, adding flux in the fourth step and performing hot metal dephosphorization by top bottom blowing refining of the converter, In the fifth step, the converter is tilted to discharge part or all of the slag generated in the fourth step, and in the sixth step, decarburization is performed by top bottom refining of the converter. After the first dephosphorization and subsequent slag removal, the flux is added to perform the second dephosphorization and slag removal, followed by decarburization and refining. Can be sufficiently reduced to an extremely low P steel level.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、上底吹き転炉を用いて鋼を精錬する転炉精錬方法に関するものである。 The present invention relates to a converter refining method for refining steel using an upper bottom blow converter.
転炉を用いて溶銑を精錬するに際し、精錬で除去すべき溶銑中不純物のうち、Ｓのみを溶銑予備脱硫で精錬除去し、Ｓｉ、Ｐ、Ｃについては転炉内での１回の精錬で除去されていた。 When refining hot metal using a converter, among the impurities in the hot metal to be removed by refining, only S is removed by refining with hot metal desulfurization, and Si, P, and C are refined once in the converter. It was removed.
その後、溶銑予備脱りん方法が開発され、溶銑中のＳｉ、Ｐについても、トーピードカーあるいは溶銑鍋を用いた予備処理で除去され、転炉においては脱炭精錬のみが行われるようになった。また、２基の転炉を用い、第１の転炉で脱りん精錬を行い、その後第２の転炉にて脱炭精錬を行う方法も採用された。 Thereafter, a hot metal preliminary dephosphorization method was developed, and Si and P in the hot metal were also removed by a preliminary treatment using a torpedo car or a hot metal ladle, and only decarburization refining was performed in the converter. In addition, a method of using two converters, performing dephosphorization refining in the first converter, and then performing decarburization refining in the second converter was also adopted.
しかしながら、トーピードカーや溶銑鍋等の溶銑搬送容器を用いた予備精錬では、容器容量が小さく強攪拌精錬を行うことが困難で、特に脱りん反応は平衡から遠く、目標の脱りん量を達成するためには必要以上のフラックスを使用しなければならず、かつ精錬に長時間を要するという欠点がある。脱りん精錬に転炉型容器を用いればこの欠点は改善されるものの、脱炭を含めて２基の転炉を必要とするため、設備費が高く、かつ放散熱ロスが増して、鉄鉱石やスクラップの溶解能力が低下する。 However, in preliminary refining using hot metal transfer containers such as torpedo cars and hot metal ladle, the capacity of the container is small and it is difficult to carry out strong stirring refining. In particular, the dephosphorization reaction is far from equilibrium and the target dephosphorization amount is achieved. Has the disadvantages of using more flux than necessary and requiring a long time for refining. Although this disadvantage can be improved by using a converter vessel for dephosphorization, it requires two converters including decarburization, which increases the equipment cost and increases the heat loss. And scrap melting capacity decreases.
そこで、上底吹き転炉を用い、同一の転炉で、まず脱りん精錬を行い、次いで脱りん精錬で生成したスラグを除去し、その後脱炭精錬を行う方法が開発された。特許文献１に記載のように、最初の脱りん精錬において、底吹き攪拌動力を適切に付与することにより、溶銑とフラックスとの間でほぼ平衡まで脱りん反応が進行するため、処理後温度１２００〜１４５０℃の範囲では、温度に応じて処理後のスラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2が０．６〜２．５で十分に目標の脱りん量に達する。また、脱りん精錬後にスラグを除去するに際しては、スラグがフォーミング状態での排出が好ましく、そのため底吹きガスを継続的に吹き込み、炉前防滓板でスラグの飛散を防ぎつつ短時間でのスラグ排出を行うことができる。
In view of this, a method has been developed in which an upper bottom blow converter is used to perform dephosphorization refining in the same converter, then to remove slag generated by dephosphorization refining, and then decarburization refining. As described in
特許文献２〜４においては、同じく同一の転炉で脱りん精錬、スラグ除去、脱炭精錬を行うに際し、脱炭精錬で生成したスラグを転炉内に残したまま出鋼して次のヒートの精錬に移り、前のヒートの脱炭スラグを次のヒートの脱りん精錬フラックスとして用いる方法が開示されている。また、炉底のみならず炉腹部にもガス吹き込み口を設け、脱りん精錬後に転炉を傾動してスラグを排出するに際し、炉腹部からのガス吹き込みによってスラグ中に気泡を吹き込んでスラグをフォーミングさせ、鉄ロスを最小限に抑えつつ円滑な流動排滓を行うことが記載されている。
In
上底吹き転炉を用い、同一の転炉で脱りん精錬、スラグ除去、脱炭精錬を行う転炉精錬により、全体の精錬時間を短縮し、脱りんに必要とするフラックス量を低減し、精錬での熱ロスを低減することが可能となった。しかしこの方法では、精錬を終わった溶鋼中のＰ濃度を極端に低減することが困難であり、Ｐ規格の特に厳しい極低りん鋼、例えばＰ≦０．０１０％の鋼を安定的に溶製することが困難であるという問題を有していた。 By using a top-bottom blow converter, converter refining with dephosphorization, slag removal, and decarburization refining in the same converter reduces overall refining time and reduces the amount of flux required for dephosphorization. It became possible to reduce heat loss in refining. However, with this method, it is difficult to extremely reduce the P concentration in the refined molten steel, and the extremely low phosphorus steel of P standards, for example, P ≦ 0.010% steel is stably melted. Had the problem that it was difficult to do.
本発明は、同一の転炉で脱りん精錬と脱炭精錬を行うことによる上記メリットを享受しつつ、Ｐ規格の特に厳しい極低りん鋼についても安定的に溶製することのできる転炉精錬方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a converter refining capable of stably melting even the extremely strict P-standard extremely low phosphorus steel while enjoying the above-mentioned merit by performing dephosphorization refining and decarburization refining in the same converter. It aims to provide a method.
上底吹き転炉を用い、同一の転炉で脱りん精錬、スラグ除去、脱炭精錬を行う従来の転炉精錬方法においては、脱りん精錬後のスラグ除去において、転炉内に存在するすべてのスラグを除去することができず、Ｐ2Ｏ5を多く含んだスラグの一部が残存したまま次の脱炭精錬を開始することとなる。脱炭精錬で溶湯温度が上昇するとともにスラグから溶湯への復りんが起こり、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を押し上げる要因になっていることがわかった。 In the conventional converter refining method that uses a top-bottom blowing converter and performs dephosphorization refining, slag removal, and decarburization refining in the same converter, all the slag removal after dephosphorization refining is present in the converter. This slag cannot be removed, and the next decarburization refining is started while a part of the slag containing a large amount of P 2 O 5 remains. It was found that demelting and refining increased the molten metal temperature and caused rephosphorization from the slag to the molten metal, which increased P concentration in the molten steel after decarburization and refining.
脱りん精錬後のスラグを完全に除去して脱炭精錬を行うためには、脱りん精錬後にスラグを転炉内に残して溶湯を炉外に出湯し、その後にスラグを排出した転炉に再度溶湯を装入することが必要であるが、同一転炉で脱りんと脱炭を行う場合には精錬に長時間を要し、脱りんと脱炭を別の転炉で行う場合には設備費がかかることになる。また、途中に出湯を行うために熱ロスが増すことになる。 In order to completely remove the slag after dephosphorization and perform decarburization and refining, after dephosphorization and refining, the slag remains in the converter, the molten metal is discharged out of the furnace, and then the slag is discharged into the converter. It is necessary to charge the molten metal again, but when dephosphorization and decarburization are performed in the same converter, it takes a long time for refining, and when dephosphorization and decarburization are performed in another converter, the equipment costs Will take. In addition, heat loss increases because the hot water is discharged in the middle.
これに対し、最初の脱りん精錬とその後のスラグ除去を行った後、脱炭精錬を行う前に、フラックスを追加して第２の脱りん精錬を行い、その後にスラグ除去を行い、さらにその後に脱炭精錬を行うことにより、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を十分に極低Ｐ鋼レベルまで低減できることがわかった。第２の脱りん精錬によって溶湯中Ｐレベルを一層低減できるとともに、第２の脱りん精錬後のスラグ中Ｐ2Ｏ5レベルは第１の脱りん精錬後のスラグ中Ｐ2Ｏ5レベルよりも低いので、スラグ除去後に転炉内にスラグが残留しても、脱炭精錬時の復りんを低く抑えることができるからである。 In contrast, after the first dephosphorization and subsequent slag removal, before the decarburization and refining, the flux is added to perform the second dephosphorization, and then the slag is removed. It was found that by performing decarburization refining, the P concentration in the molten steel after completion of decarburization refining can be sufficiently reduced to an extremely low P steel level. The second dephosphorization refining can further reduce the P level in the molten metal, and the P 2 O 5 level in the slag after the second dephosphorization refining is higher than the P 2 O 5 level in the slag after the first dephosphorization refining. This is because even if slag remains in the converter after slag removal, it is possible to keep the phosphorus recovery during decarburization refining low.
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）上底吹き転炉を用いて鋼を精錬するに際し、第１工程で溶銑を転炉に装入し、第２工程でフラックスを用いた転炉上底吹き精錬により溶銑脱りんを行い、第３工程で転炉を傾動して第２工程で生成したスラグの一部又は全部を排出し、第４工程でフラックスを追加して転炉上底吹き精錬により溶銑脱りんを行い、第５工程で転炉を傾動して第４工程で生成したスラグの一部又は全部を排出し、第６工程で転炉上底吹き精錬により脱炭を行うことを特徴とする転炉精錬方法。
（２）第２工程で用いるフラックスとして、第２工程開始時に転炉に添加するフラックス、第１工程前の前ヒートにおける第６工程で生成したフラックスであって一部又は全部を転炉内に残置したもの、の一方又は両方を用いることを特徴とする上記（１）に記載の転炉精錬方法。
（３）第４工程で追加するフラックスとして、ＣａＯ含有フラックス及びＳｉＯ2含有フラックスを用い、第４工程終了時のスラグＣａＯ／ＳｉＯ2（質量比）を１．５〜２．０とし、第４工程終了時の溶湯温度を１４００℃以下とすることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の転炉精錬方法。
（４）前記第６工程終了後、第７工程において転炉を傾動してスラグを残したまま溶鋼を出鋼し、転炉内スラグの推定Ｐ2Ｏ5成分と次ヒートの鋼Ｐ成分目標値の一方又は両方に基づいて、第８工程として、転炉内のスラグを全量残置し、一部のみを残置してその他を排滓し、あるいは全量を排滓する処理のいずれかを選択し、その後に次ヒートの第１工程に移行することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の転炉精錬方法。
This invention is made | formed based on the said knowledge, The place made into the summary is as follows.
(1) When refining steel using a top-bottom blowing converter, hot metal is charged into the converter in the first step, and hot metal dephosphorization is performed by converter top-bottom blowing using flux in the second step. , Tilting the converter in the third step to discharge part or all of the slag generated in the second step, adding flux in the fourth step and performing hot metal dephosphorization by top bottom refining of the converter, A converter refining method, wherein the converter is tilted in 5 steps to discharge part or all of the slag generated in the 4th step, and decarburization is performed by top bottom blowing refining in the 6th step.
(2) As a flux used in the second step, a flux to be added to the converter at the start of the second step, a flux generated in the sixth step in the previous heat before the first step, and a part or all of the flux in the converter One or both of the remaining ones are used. The converter refining method according to (1) above, wherein one or both of them are used.
(3) As a flux to be added in the fourth step, a CaO-containing flux and a SiO 2 -containing flux are used, and the slag CaO / SiO 2 (mass ratio) at the end of the fourth step is set to 1.5 to 2.0. The method for refining a converter according to (1) or (2) above, wherein the molten metal temperature at the end of the process is 1400 ° C. or lower.
(4) After completion of the sixth step, in the seventh step, the converter is tilted to leave the molten steel while leaving the slag, and the estimated P 2 O 5 component of the slag in the converter and the steel P component target of the next heat Based on one or both of the values, as the eighth step, either one of the process of leaving the entire amount of slag in the converter, leaving only a part and discharging the other, or discharging the whole amount is selected. Then, the converter refining method according to any one of the above (1) to (3), wherein the process proceeds to the first step of the next heat.
本発明は、上底吹き転炉を用いて鋼を精錬するに際し、最初の脱りん精錬とその後のスラグ除去を行った後、フラックスを追加して第２の脱りん精錬を行い、その後にスラグ除去を行い、さらにその後に脱炭精錬を行うので、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を十分に極低Ｐ鋼レベルまで低減できる。 In the present invention, when refining steel using a top-bottom blow converter, first dephosphorization and subsequent slag removal are performed, then flux is added to perform second dephosphorization, and then slag Since removal is performed and then decarburization refining is performed, the P concentration in the molten steel after completion of decarburization refining can be sufficiently reduced to an extremely low P steel level.
本発明の鋼精錬は、上底吹き転炉を用いて行う。上吹き酸素によって溶湯を攪拌しつつ酸化精錬を進行させ、底吹きガスによって精錬中の溶湯の攪拌を増強する。また、転炉を傾動してのスラグ除去時には、底吹きガスを継続的に吹き込むことによってスラグをフォーミングさせ、溶湯を転炉内に残したままで速やかにスラグを炉口から排出することができる。 The steel refining of the present invention is performed using an upper bottom blowing converter. Oxidation refining is advanced while stirring the molten metal with top blowing oxygen, and stirring of the molten metal during refining is enhanced with bottom blowing gas. Further, when removing the slag by tilting the converter, the slag can be formed by continuously blowing the bottom blowing gas, and the slag can be quickly discharged from the furnace port while the molten metal remains in the converter.
次に、図１を参照して本発明を工程に従って詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to FIG.
第１工程で溶銑鍋２を用いて溶銑を上底吹き転炉１に装入し、第２工程でフラックスを用いた転炉上底吹き精錬により溶銑脱りんを行う。上吹き精錬は上吹きランス７により行う。装入主原料として溶銑とともにスクラップを用いる場合、第１工程では溶銑装入に先立ってスクラップ装入をも行う。第２工程で用いるフラックスは、溶銑装入後にフラックス原料を炉内に添加する、前ヒートの脱炭精錬後のスラグを転炉内に残置してフラックスとする、あるいは前ヒートの残置スラグにさらにフラックス原料を追加してフラックスとする方法の中から選択することができる。
In the first step, the hot metal is charged into the upper
第１工程で転炉に装入する溶銑は、不純物としてＰ、Ｃを含有するほか、通常はＳｉを含有している。そのため、第２工程での脱りん精錬においては、酸素ガスによる酸化精錬でまずは溶銑中Ｓｉが燃焼して脱珪が進行し、次いで脱りん反応が進行することとなる。第２工程のフラックス原料として生石灰や焼成ドロマイトなどのＣａＯ含有フラックスを添加すると、これがスラグ中のＣａＯ源となる。溶銑の脱珪反応で生成したＳｉＯ2が、スラグ中のＳｉＯ2源となる。前ヒートの脱炭スラグを残置してフラックスとして用いる場合には、脱炭スラグ中にＣａＯとＳｉＯ2がともに含まれている。 The hot metal charged into the converter in the first step contains P and C as impurities, and usually contains Si. Therefore, in the dephosphorization refining in the second step, first, Si in the hot metal is burned by deoxidation with oxygen gas, desiliconization proceeds, and then dephosphorization reaction proceeds. When a CaO-containing flux such as quick lime or calcined dolomite is added as a flux material in the second step, this becomes a CaO source in the slag. SiO 2 produced by the desiliconization reaction of the hot metal becomes the SiO 2 source in the slag. When the preheated decarburized slag is left as a flux, both the CaO and SiO 2 are contained in the decarburized slag.
第２工程の溶銑脱りんにおいて脱りん反応を迅速に進行させるため、第２工程の処理後温度を１２００〜１４５０℃の範囲に調整する。さらに温度に応じて、処理後スラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2質量比を０．６〜２．５の範囲に調整する。温度が低いほど、低いＣａＯ／ＳｉＯ2比において脱りん反応を進行させることができる。また、スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度が低すぎると酸素ポテンシャルの不足によって脱りんが妨げられ、高すぎるとスラグ中塩基性成分濃度が希釈されるためにやはり脱りんが妨げられるが、処理後スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度が１０〜３０質量％の範囲であれば良好な脱りん精錬を行うことができる。さらに上底吹き転炉を用いることによって底吹きガスで溶湯を十分に攪拌することにより、脱りん反応を迅速に進行させることができる。 In order to rapidly advance the dephosphorization reaction in the hot metal dephosphorization in the second step, the post-treatment temperature in the second step is adjusted to a range of 1200 to 1450 ° C. Further, the CaO / SiO 2 mass ratio in the treated slag is adjusted to a range of 0.6 to 2.5 according to the temperature. The lower the temperature, the more dephosphorization can proceed at a lower CaO / SiO 2 ratio. In addition, T. If the Fe concentration is too low, dephosphorization is hindered due to insufficient oxygen potential, and if it is too high, dephosphorization is still hindered because the concentration of basic components in the slag is diluted. When the Fe concentration is in the range of 10 to 30% by mass, good dephosphorization can be performed. Furthermore, the dephosphorization reaction can be rapidly advanced by sufficiently stirring the molten metal with the bottom blowing gas by using the top bottom blowing converter.
第３工程で転炉１を傾動して第２工程で生成したスラグの一部又は全部を排出する。スラグ９はスラグパン台車６上のスラグパン４に排出される。次工程以降での復りんを防止するためには、第３工程でできるだけ多くのスラグを排出することが好ましい。そのため、スラグ排出中も底吹きガスを継続的に吹き込み、底吹きガスによってスラグをフォーミング状態にしてスラグ排出を促進させる。ここにおいて、第２工程終了時の溶湯温度が１２００℃未満ではスラグの滓化が不十分なため、第３工程での排滓が進行せず、排滓率が６０％に到達しない。一方第２工程終了時の溶湯温度が１４５０℃を超えるとやはり排滓率が６０％に到達しない。１２００〜１４５０℃の範囲であれば、第２工程で良好に脱りん反応を行うことができるとともに、第３工程でのスラグ排出を良好に行うことができる。
The
本発明においては、第２工程の脱りん精錬と第３工程のスラグ排出が完了した後、直ちに脱炭精錬に移行するのではなく、第４工程としてさらに脱りん精錬、第５工程としてスラグ排出を行い、その後に第６工程として脱炭精錬を行うことを特徴とする。 In the present invention, after the dephosphorization refining in the second step and the slag discharge in the third step are completed, the process is not immediately shifted to the decarburization refining, but the dephosphorization refining as the fourth step and the slag discharge as the fifth step. Followed by decarburization refining as a sixth step.
従来の、第２工程の脱りん精錬と第３工程のスラグ除去の後、直ちに脱炭精錬を行う転炉精錬方法においては、脱りん精錬後のスラグ除去において、転炉内に存在するすべてのスラグを除去することができず、Ｐ2Ｏ5を多く含んだスラグの一部が残存したまま次の脱炭精錬を開始することとなる。脱炭精錬で溶湯温度が上昇するとともにスラグから溶湯への復りんが起こり、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を押し上げる要因になっていた。 In the conventional converter refining method in which decarburization refining is performed immediately after the dephosphorization refining in the second step and the slag removal in the third step, in the slag removal after the dephosphorization refining, The slag cannot be removed, and the next decarburization refining is started while a part of the slag containing a large amount of P 2 O 5 remains. As the molten metal temperature increased during decarburization refining, rephosphorization from the slag to the molten metal occurred, which increased the P concentration in the molten steel after completion of decarburization refining.
それに対し本願発明は、第２工程の脱りん精錬と第３工程のスラグ除去を行った後、脱炭精錬を行う前に、第４工程としてフラックスを追加して２回目の脱りん精錬を行い、その後に第５工程のスラグ除去を行い、さらにその後に第６工程として脱炭精錬を行うことにより、脱炭精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を十分に極低Ｐ鋼レベルまで低減できることがわかった。第４工程の脱りん精錬によって溶湯中Ｐレベルを一層低減できるとともに、第４工程の脱りん精錬後のスラグ中Ｐ2Ｏ5レベルは第２工程の脱りん精錬後のスラグ中Ｐ2Ｏ5レベルよりも低いので、スラグ除去後に転炉内にスラグが残留しても、脱炭精錬時の復りんを低く抑えることができるからである。 On the other hand, in the present invention, after dephosphorizing in the second step and slag removal in the third step, before decarburizing and refining, a flux is added as the fourth step and the second dephosphorizing is performed. Then, it is found that the P concentration in the molten steel after decarburization refining can be sufficiently reduced to the extremely low P steel level by performing slag removal in the fifth step and then decarburizing and refining as the sixth step. It was. Fourth with a can be further reduced melt in P level by dephosphorization refining process, the slag in P 2 O 5 levels after dephosphorization refining fourth step slag P 2 O 5 after dephosphorization refining in the second step This is because, since it is lower than the level, even if slag remains in the converter after the removal of slag, it is possible to keep the recovery from decarburization refining low.
また、脱りん精錬を第２工程と第４工程の２段階精錬とするため、第６工程の脱炭精錬前の溶湯中Ｐ濃度を、従来の１段階脱りん精錬に比較してより低い値とすることができる。そのため、本発明の第６工程の脱炭精錬については、従来の１段階脱りん精錬の場合に比較して脱炭精錬時に添加する復Ｐ防止用フラックス原単位を軽減することが可能となる。また、本発明の第４工程の脱りん精錬については軽脱りんで足りるので、脱りん用フラックス原単位が少なくて済む。結果として、本発明は脱りん精錬を２段階にわけて実施するにもかかわらず、トータルで使用するフラックス原単位は、従来の１段階脱りん精錬で使用するフラックス原単位と同等程度に抑えることが可能であることがわかった。 In addition, since the dephosphorization is performed in two stages of the second process and the fourth process, the P concentration in the molten metal before the decarburization and refining of the sixth process is lower than that in the conventional one-stage dephosphorization. It can be. Therefore, in the decarburization refining in the sixth step of the present invention, it becomes possible to reduce the recovery P prevention flux basic unit added at the time of decarburization refining as compared with the conventional one-step dephosphorization refining. In addition, since light dephosphorization is sufficient for the dephosphorization refining in the fourth step of the present invention, a small amount of flux for dephosphorization is sufficient. As a result, despite the fact that the present invention performs the dephosphorization in two stages, the total flux unit used is kept to the same level as the flux unit used in the conventional one-step dephosphorization. Was found to be possible.
第４工程の溶銑脱りんにおいて脱りん反応を迅速に進行させるため、第４工程の処理後温度を１２００〜１４５０℃の範囲に調整する。第４工程の処理後温度が低いほど、脱りん精錬には有利である。第４工程の処理後温度を１４００℃以下とすると好ましい。さらに温度に応じて、処理後スラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2質量比を０．６〜２．５の範囲に調整する。第２工程で溶銑の脱珪反応は終了しているので、第４工程でスラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2質量比を好適範囲に調整するためには、フラックスとしてＣａＯ源を添加すると共に、通常はＳｉＯ2源をも添加する必要がある。温度が低いほど、低いＣａＯ／ＳｉＯ2比において脱りん反応を進行させることができる。また、スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度が低すぎると酸素ポテンシャルの不足によって脱りんが妨げられ、高すぎるとスラグ中塩基性成分濃度が希釈されるためにやはり脱りんが妨げられるが、処理後スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度が１０〜３０質量％の範囲であれば良好な脱りん精錬を行うことができる。さらに上底吹き転炉を用いることによって底吹きガスで溶湯を十分に攪拌することにより、脱りん反応を迅速に進行させることができる。 In order to allow the dephosphorization reaction to proceed rapidly in the hot metal dephosphorization in the fourth step, the post-treatment temperature in the fourth step is adjusted to a range of 1200 to 1450 ° C. The lower the post-treatment temperature in the fourth step, the more advantageous for dephosphorization. The post-treatment temperature in the fourth step is preferably 1400 ° C. or lower. Further, the CaO / SiO 2 mass ratio in the treated slag is adjusted to a range of 0.6 to 2.5 according to the temperature. Since the hot metal desiliconization reaction is completed in the second step, in order to adjust the CaO / SiO 2 mass ratio in the slag to a suitable range in the fourth step, a CaO source is added as a flux, and usually SiO 2 Two sources also need to be added. The lower the temperature, the more dephosphorization can proceed at a lower CaO / SiO 2 ratio. In addition, T. If the Fe concentration is too low, dephosphorization is hindered due to insufficient oxygen potential, and if it is too high, dephosphorization is still hindered because the concentration of basic components in the slag is diluted. When the Fe concentration is in the range of 10 to 30% by mass, good dephosphorization can be performed. Furthermore, the dephosphorization reaction can be rapidly advanced by sufficiently stirring the molten metal with the bottom blowing gas by using the top bottom blowing converter.
第１工程で転炉に装入する溶銑中のＰ濃度が０．１００質量％程度であって、転炉精錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を０．０１０質量％以下まで低減する場合、第２工程の脱りん精錬終了後の溶湯Ｐ濃度を０．０３０〜０．０４０質量％程度とし、第４工程の脱りん精錬終了後の溶湯Ｐ濃度を０．０２０〜０．０２５質量％程度とすると好ましい。この場合、第２工程と第４工程のスラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2質量比、スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度、底吹き攪拌動力を上記好適範囲とし、第２工程終了時の溶湯温度を１３００〜１３５０℃程度、第４工程終了時の溶湯温度を１３４０〜１４００℃程度としたとき、第２工程、第４工程のフラックス原単位を最小化し、良好な脱りん精錬を行うことができる。 When the P concentration in the hot metal charged into the converter in the first step is about 0.100% by mass, and the P concentration in the molten steel after the refining of the converter is reduced to 0.010% by mass or less, the second When the molten P concentration after completion of dephosphorization in the process is about 0.030 to 0.040 mass%, and the molten P concentration after completion of dephosphorization in the fourth process is about 0.020 to 0.025 mass%. preferable. In this case, the CaO / SiO 2 mass ratio in the slag and the T. When the Fe concentration and bottom blowing stirring power are in the above preferred ranges, the melt temperature at the end of the second step is about 1300 to 1350 ° C., and the melt temperature at the end of the fourth step is about 1340 to 1400 ° C., the second step, The basic unit of flux in the fourth step can be minimized and good dephosphorization can be performed.
即ち、第４工程で追加するフラックスとして、ＣａＯ含有フラックス及びＳｉＯ2含有フラックスを用い、第４工程終了時のスラグＣａＯ／ＳｉＯ2（質量比）を１．５〜２．０とし、第４工程終了時の溶湯温度を１４００℃以下とすると好ましい。 That is, as a flux to be added in the fourth step, a CaO-containing flux and a SiO 2 -containing flux are used, and the slag CaO / SiO 2 (mass ratio) at the end of the fourth step is set to 1.5 to 2.0. The molten metal temperature at the end is preferably 1400 ° C. or lower.
このとき、第２工程のフラックス原単位はＣａＯ源としてＣａＯ換算で０〜２０ｋｇ／トン程度、第４工程のフラックス原単位はＣａＯ源としてＣａＯ換算で５〜１０ｋｇ／トン程度となる。第４工程ではＳｉＯ2源としてＳｉＯ2換算で２〜５ｋｇ／トン程度をも添加する。フラックスとして添加するＣａＯ源としては、生石灰、石灰石、焼成ドロマイト等を用いることができる。またフラックスとして添加するＳｉＯ2源として、軟珪石、かんらん石、Ｆｅ−Ｓｉを用いることができる。 At this time, the flux basic unit in the second step is about 0 to 20 kg / ton in terms of CaO as the CaO source, and the flux basic unit in the fourth step is about 5 to 10 kg / ton in terms of CaO as the CaO source. In the fourth step, about 2 to 5 kg / ton is added as a SiO 2 source in terms of SiO 2 . As the CaO source to be added as the flux, quick lime, limestone, calcined dolomite and the like can be used. Moreover, soft silica, olivine, and Fe—Si can be used as the SiO 2 source added as a flux.
第５工程で転炉を傾動して第４工程で生成したスラグの一部又は全部を排出する。第５工程におけるスラグ排出は、前記第３工程におけるスラグ排出と同様にして行うことができる。 The converter is tilted in the fifth step, and part or all of the slag generated in the fourth step is discharged. The slag discharge in the fifth step can be performed in the same manner as the slag discharge in the third step.
第５工程のスラグ排出後、転炉を直立し、第６工程で転炉上底吹き精錬により脱炭精錬を行う。第５工程における排滓率や炉体溶損状況、目標Ｐ濃度に応じた必要最小限の生石灰や軽焼ドロマイト等のフラックスを追加投入し、目標終点Ｃ濃度まで脱炭吹錬を行う。脱炭精錬で添加するフラックスにより、第６工程の脱炭精錬においても通常は脱りん反応が進行する。前述のとおり、従来の１段階脱りん精錬に比較し、脱炭精錬前の溶湯中Ｐ濃度が低い値となっており、また脱炭精錬前に転炉に残存した第４工程生成スラグ中のＰ2Ｏ5濃度が、本発明は従来に比較して低くなっているので、本発明においては第６工程で添加するフラックス原単位を低減することが可能となる。 After the slag discharge in the fifth step, the converter is upright, and in the sixth step, decarburization refining is performed by top bottom blowing refining of the converter. Flux such as the minimum required quick lime and light calcined dolomite according to the waste rate, furnace melt condition, and target P concentration in the fifth step is added, and decarburization blown to the target end point C concentration. Due to the flux added in the decarburization refining, the dephosphorization reaction usually proceeds also in the decarburization refining in the sixth step. As described above, the P concentration in the molten metal before decarburization refining is lower than that in the conventional one-step dephosphorization refining, and in the fourth step generated slag remaining in the converter before decarburization refining. Since the P 2 O 5 concentration is lower in the present invention than in the prior art, in the present invention, it is possible to reduce the flux intensity added in the sixth step.
第４工程の脱りん精錬では、脱りん反応を進行させるため、精錬終了時の溶湯温度を１４００℃以下と低く抑える。一方、第６工程の脱炭精錬終了後において、溶鋼温度は１６５０〜１７３０℃程度にまで昇温する必要がある。そのため、第６工程での昇温のため、第４工程の脱りん精錬では溶湯中のＣを極力燃焼せずに保持することが必要である。第４工程終了時の溶湯中Ｃ濃度を３．０質量％以上とすれば好ましい。また、第４工程の脱りん酸化精錬において不可避的に溶湯中炭素が燃焼するので、第２工程の脱りん精錬終了時の溶湯中Ｃ濃度を３．５質量％以上とすれば好ましい。第６工程の脱炭精錬において熱源が不足する場合には、炉内に炭素源を添加して熱源とすることができる。Ｆｅ−Ｓｉなどの金属シリコン源、アルミ合金などの金属アルミニウム源を添加しても良い。 In the dephosphorization refining in the fourth step, the molten phosphorus temperature at the end of refining is suppressed to 1400 ° C. or lower in order to advance the dephosphorization reaction. On the other hand, after the decarburization refining in the sixth step, the molten steel temperature needs to be raised to about 1650 to 1730 ° C. Therefore, in order to raise the temperature in the sixth step, it is necessary to keep C in the molten metal without burning as much as possible in the dephosphorization refining in the fourth step. It is preferable that the C concentration in the molten metal at the end of the fourth step is 3.0 mass% or more. In addition, carbon in the molten metal inevitably combusts in the dephosphorization refining in the fourth step, and therefore it is preferable that the C concentration in the molten metal at the end of the dephosphorizing refining in the second step is 3.5% by mass or more. When the heat source is insufficient in the decarburization refining in the sixth step, a carbon source can be added to the furnace to make a heat source. A metal silicon source such as Fe-Si or a metal aluminum source such as an aluminum alloy may be added.
第６工程の脱炭精錬を終了した後、転炉を傾動してスラグを残したまま転炉内の溶鋼を取鍋に出鋼する。溶鋼８は取鍋台車５上の取鍋３に収容される。この工程を第７工程と呼ぶ。
After finishing the decarburization refining in the sixth step, the converter is tilted to take out the molten steel in the converter into the ladle while leaving the slag.
出鋼が完了すると、転炉内にはスラグが残存する。第８工程においてこの残存スラグの処理を行う。転炉を傾動し、転炉内のスラグ９を全量、スラグパン４に排出しても良い。あるいは、転炉内のスラグ９を全量転炉１に残置し、その後に次ヒートの第１工程に移行しても良い。さらには、転炉内のスラグの一部のみを残置してその他を排滓し、一部のスラグを残置したまま、その後に次ヒートの第１工程に移行してもよい。転炉内スラグの推定Ｐ2Ｏ5成分と次ヒートの鋼Ｐ成分目標値の一方又は両方に基づいて、転炉内のスラグを全量残置するか、一部のみを残置してその他を排滓するか、あるいは全量を排滓するか、のいずれかを選択することができる。次ヒートの鋼Ｐ成分目標値が低い場合には、転炉内のスラグ残置量を増大することができる。また、転炉内スラグの推定Ｐ2Ｏ5成分が低い場合にも、転炉内のスラグ残置量を増大することができる。
When steel production is completed, slag remains in the converter. In the eighth step, the residual slag is processed. The converter may be tilted, and the entire amount of
前ヒートの第８工程において、転炉内のスラグを全量排出した場合には、今回ヒートの第２工程で用いるフラックスとして、第２工程開始時に転炉に添加するフラックスを用いることになる。また、前ヒートの第８工程において、スラグの一部又は全部を転炉内に残置した場合には、第２工程で用いるフラックスとして、第１工程前の前ヒートにおける第６工程で生成したフラックスであって一部又は全部を転炉内に残置したものを用いることになる。 When the entire amount of slag in the converter is discharged in the eighth step of the previous heat, the flux added to the converter at the start of the second step is used as the flux used in the second step of the heat this time. In addition, when part or all of the slag is left in the converter in the eighth step of the preheating, the flux generated in the sixth step of the preheating before the first step is used as the flux in the second step. In this case, a part or all of the one left in the converter is used.
溶湯量３２０トンの上底吹き転炉を用い、成品目標Ｐ濃度が０．０１０質量％以下である品種を製造するに際して本発明を適用した。本発明の工程は図１に示すとおりである。比較例として、図１の第４工程、第５工程を省略した工程を用いた。本発明例、比較例とも、第８工程としては、転炉内にスラグを残置する場合と残置せずに全量排滓する場合の両方を実施した。上吹き送酸速度は１．５〜４．５Ｎｍ3／ｔ／ｍｉｎとした。 The present invention was applied to the production of varieties having a target P concentration of 0.010% by mass or less using an upper-bottom blowing converter with a molten metal amount of 320 tons. The process of the present invention is as shown in FIG. As a comparative example, a process in which the fourth process and the fifth process in FIG. 1 were omitted was used. In both the inventive example and the comparative example, both the case where the slag was left in the converter and the case where the entire amount was discharged without being left were carried out as the eighth step. The top blowing acid speed was 1.5 to 4.5 Nm 3 / t / min.
（実施例１）
本発明例、比較例について、装入溶銑の温度と主要成分、第２工程後、第４工程後、４第６工程後それぞれの溶湯温度、溶湯成分、スラグ成分を表１に示す。表１のスラグ成分中、ＣａＯ／ＳｉＯ2の単位は質量％ではなく無単位である。また、本発明例、比較例について、主原料量、第２工程、第４工程、第６工程のフラックス添加量、合計のフラックス添加量、スラグ量を表２に示す。表２のフラックス添加量において、添加したフラックス中の全ＣａＯ換算添加量をＴ．ＣａＯ、全ＳｉＯ2換算添加量をＴ．ＳｉＯ2としている。
Example 1
Table 1 shows the temperature and main components of the molten iron and the melt temperature, the melt component, and the slag component after the second step, after the fourth step, after the fourth step, and after the sixth step for the inventive example and the comparative example. In the slag component of Table 1, the unit of CaO / SiO 2 is not mass% but unitless. Table 2 shows the amount of main raw material, the amount of added flux in the second step, the fourth step, and the sixth step, the total amount of added flux, and the amount of slag for the inventive example and the comparative example. In the flux addition amount of Table 2, the total CaO equivalent addition amount in the added flux is T.P. CaO and total SiO 2 equivalent addition amount SiO 2 is used.
表１、表２において、Ｎｏ．１〜７のヒートが比較例、Ｎｏ．８〜１４のヒートが本発明例であり、それぞれ当該７ヒートの平均値も示している。 In Tables 1 and 2, no. The heat of 1-7 is a comparative example, No.1. Heats of 8 to 14 are examples of the present invention, and the average values of the 7 heats are also shown.
本発明例、比較例とも、装入主原料の８０〜９０％が溶銑であり、残りはスクラップである。また、ＣａＯ源としてのフラックスとしては生石灰、石灰石、軽焼ドロマイトを用い、ＳｉＯ2源としてのフラックスとしてはＦｅ−Ｓｉ、かんらん石、軟珪石を用いている。 In both the inventive example and the comparative example, 80 to 90% of the charged main raw material is hot metal, and the rest is scrap. Further, quick lime, limestone and light calcined dolomite are used as the flux as the CaO source, and Fe—Si, olivine and soft silica are used as the flux as the SiO 2 source.
表１の第６工程後の溶湯Ｐ濃度から明らかなように、本発明例Ｎｏ．８〜１４はいずれもＰ濃度が０．０１０質量％以下であって目標を達成し、７ヒートの平均Ｐ濃度が０．００９質量％であったのに対し、比較例については、７ヒート中４ヒートにおいて目標Ｐ濃度を達成することができず、７ヒートの平均Ｐ濃度も０．０１１質量％であった。 As is apparent from the molten P concentration after the sixth step in Table 1, Example No. of the present invention. 8 to 14 all achieved the target with a P concentration of 0.010% by mass or less, and the average P concentration of 7 heats was 0.009% by mass. The target P concentration could not be achieved in 4 heats, and the average P concentration in 7 heats was also 0.011% by mass.
また、表２の合計欄の記述から明らかなように、本発明は第４工程を付加してフラックス添加精錬回数が増えているにもかかわらず、合計のＴ．ＣａＯは比較例よりも本発明例の方が低くなる結果を得ることができた。精錬全体の鉄ロスを示す溶鋼歩留りについても、本発明例と比較例との間で差異は見られなかった。 Further, as apparent from the description in the total column of Table 2, the present invention adds the fourth step and increases the total number of T.P. CaO was able to obtain a result that the inventive example was lower than the comparative example. Regarding the molten steel yield indicating the iron loss of the entire refining, no difference was found between the inventive examples and the comparative examples.
（実施例２）
上記実施例１の本発明例及び比較例と同様の条件を用い、成品目標Ｐ濃度が０．０１０質量％以下である品種を製造した。結果を図２に示す。図２から明らかなように、本発明例は比較例に比較してＰ濃度が大幅に低減していることが明らかである。
(Example 2)
Using the same conditions as those of the inventive example and comparative example of Example 1, a product having a product target P concentration of 0.010% by mass or less was produced. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 2, it is clear that the P concentration in the inventive example is significantly reduced as compared with the comparative example.
１ 上底吹き転炉
２ 溶銑鍋
３ 取鍋
４ スラグパン
５ 取鍋台車
６ スラグパン台車
７ 上吹きランス
８ 溶湯（溶銑、溶鋼）
９ スラグ
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9 Slag
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